啄木鸟电梯.DOC

一、研究動機： 有一次，我在公共電視台看到許多大哥哥大姐姐，將一個彈簧放在一根竹筷子上，輕輕用手碰了一下就會動了，引起了我的好奇心，這次實驗時我邀請了一些同學一起研究其中的密祕吧! 二、研究目的： 探討漆包線纏繞的圈數與彈簧啄木鳥下滑時間的關係。 研究漆包線的疏密程度對彈簧啄木鳥下滑時間的影響。 探討鐵棒的傾斜角度與彈簧啄木鳥下滑時間的關係。 三、研究設備器材： 鐵棒 漆包線 尺 尖嘴鉗 測量平台 四、研究過程方法： 【實驗一】： 分別纏繞出15圈、30圈及45圈三種不同圈數的彈簧啄木鳥。 在鐵棒上分別標示出起點線及終點線，兩者之間的距離為20cm。 觀察不同圈數彈簧啄木鳥的下滑情形，分析並記錄彈簧啄木鳥下滑的時間，每種圈數各測量三次。 【實驗二】： 纏繞出三個圈數為30圈的彈簧啄木鳥，再將三個彈簧啄木鳥分別拉長為3cm、5 cm及7 cm的長度。 在鐵棒上分別標示出起點線及終點線，兩者之間的距離為20cm。 觀察記錄彈簧啄木鳥下滑的時間，每種圈數各測量三次。 【實驗三】： 逐次改變鐵棒的傾斜角度為90度、85度、80度、75度、70度。 在鐵棒上分別標示出起點線及終點線，兩者之間的距離為20cm。 觀察記錄彈簧啄木鳥下滑的時間，每種圈數各測量三次。 次 數 圈 數 第一次 第二次 第三次 平均下滑時間 (單位：秒) 15 4.06 4.28 5.16 4.50 30 5.68 5.53 5.31 5.51 45 16.03 16.62 16.66 16.44 五、研究結果： 【實驗一】： ※ 結果：當漆包線纏繞的圈數為15、30、45圈時，彈簧啄木鳥平均下滑時間依序為4.50秒、5.51秒及16.44秒，其中以45圈時所需的下滑時間最長，30圈時的下滑時間居次，15圈時所需的下滑時間最短。 ※ 發現：1. 漆包線纏繞的圈數越多，彈簧啄木鳥下滑時間越長。 2. 漆包線纏繞的圈數越少，彈簧啄木鳥振動的越快； 漆包線纏繞的圈數越多，彈簧啄木鳥振動的越慢。 次 數 彈簧長度 (疏密程度) 第一次 第二次 第三次 平均下滑時間 (單位：秒) 長度 3 cm（密） 12.35 13.50 15.28 13.71 長度 5 cm（適中） 11.37 12.62 12.53 12.17 長度 7 cm（疏） 9.56 9.44 9.41 9.47 【實驗二】： ※ 結果：當漆包線的長度為3、5、7公分時，彈簧啄木鳥平均下滑時間依序為13.71秒、12.17秒及9.47秒，其中以長度為3公分時，所需的下滑時間最長，5公分的下滑時間居次，長度7公分時所需的下滑時間最短。 ※ 發現：漆包線纏繞的疏密程度為密時，彈簧啄木鳥下滑時間最長， 疏密程度為適中時居次，疏密程度為較疏時，下滑時間最短。 次 數 傾斜角度 第一次 第二次 第三次 平均下滑時間 90 度 9.84 9.25 10.84 9.98 85 度 9.62 10.54 9.85 10.00 80 度 10.03 10.47 9.82 10.11 75 度 14.32 15.94 16.01 15.42 70 度 × × × × 【實驗三】： ※ 結果：當鐵棒的傾斜角度為90、85、80、75度時，彈簧啄木鳥平均下滑時間依序為9.98秒、10.00秒、10.11及15.42秒，其中以傾斜角度為75度時，所需的下滑時間最長，傾斜角度為90度時所需的下滑時間最短。 ※ 發現：1.鐵棒的傾斜角度越大，彈簧啄木鳥下滑時間越短； 鐵棒的傾斜角度越小，彈簧啄木鳥下滑時間越長。 2.當鐵棒的傾斜角度小於70度時，彈簧會卡在鐵棒上無法下滑。 六、討論： 1. 實驗可改進部分：用手按馬錶測量下滑時間，易因為人體反射時間的影響造成實驗的誤差，若能利用攝影機拍攝實驗過程及透過電腦分析實驗結果，可得到較精確的結果，減少實驗的誤差。 2. 扣環大小會影響彈簧啄木鳥的下滑時間，實驗時需注意扣環不可太大，且須注意扣環的大小要保持相同。 3. 使用量角器的時候一定要很小心，不能有偏差。 4. 鐵棒不能有汙垢、而且不能彎曲。 5. 彈簧啄木鳥不能彎曲。 七、結論： 從本次的研究中，我們發現以下的現象： 1. 由實驗的結果發現，彈簧啄木鳥纏繞的圈數越多，下滑時間越長；彈簧啄木鳥纏繞的圈數越少，下滑時間越短。 2. 漆包線纏繞的圈數越少，彈簧啄木鳥振動的越快；漆包線纏繞的圈數越多，彈簧啄木鳥振動的越慢。 3. 漆包線纏繞的疏密程度為密時，彈簧啄木鳥下滑時間最長，疏密程度為適中時居次，疏密程度為疏時，下滑時間最短。 4. 鐵棒的傾斜角度越大，彈簧啄木鳥下滑時間越短；傾斜角度